KR102398853B1

KR102398853B1 - Estimation method for bulk motion of scattering medium based on optical interference signal, compensation method for optical coherence tomography signal, and optical coherence tomography apparatus for performing thereof

Info

Publication number: KR102398853B1
Application number: KR1020200062427A
Authority: KR
Inventors: 이계승; 허환; 장기수
Original assignee: 한국기초과학지원연구원
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2022-05-17
Also published as: KR20210145484A

Abstract

일 실시 예에 따르면 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법은, 시간의 흐름에 따라 빛을 산란 매체에 조사하여 반사되어 나오는 빛을 간섭계로 측정함으로써, 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 단계; 및 상기 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the method for measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium includes: measuring a plurality of optical interference signals by irradiating light to the scattering medium over time and measuring the reflected light with an interferometer; and bulk motion of the scattering medium in the optical axis direction according to the passage of time based on information on the difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval among the plurality of optical interference signals. ) may include the step of determining information about.

Description

광간섭 신호 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법, OCT 신호의 보상 방법, 및 이를 수행하는 OCT 장치{ESTIMATION METHOD FOR BULK MOTION OF SCATTERING MEDIUM BASED ON OPTICAL INTERFERENCE SIGNAL, COMPENSATION METHOD FOR OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY SIGNAL, AND OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY APPARATUS FOR PERFORMING THEREOF}ESTIMATION METHOD FOR BULK MOTION OF SCATTERING MEDIUM BASED ON OPTICAL INTERFERENCE SIGNAL, COMPENSATION METHOD FOR OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY SIGNAL, AND OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY APPARATUS FOR PERFORMING THEREOF}

아래의 설명은 광간섭 신호 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법, OCT 신호의 보상 방법, 및 이를 수행하는 OCT 장치에 관한 것이다. The following description relates to a method for measuring the volume motion of a scattering medium based on an optical interference signal, a method for compensating an OCT signal, and an OCT apparatus for performing the same.

본 발명은 간섭광을 수집함으로써 획득되는 광간섭 신호를 기초로 대상체의 축 방향 움직임을 관측 및 예측하고, 이를 이용하여 보상된 OCT 신호를 획득할 수 있게 하는 기술에 관한 것으로써, 예를 들면, OCT(Optical Coherence Tomography) 기술에 적용될 수 있다. The present invention relates to a technique for observing and predicting an axial motion of an object based on an optical interference signal obtained by collecting interference light, and obtaining a compensated OCT signal using this, for example, It can be applied to OCT (Optical Coherence Tomography) technology.

OCT는, 빛을 사용하여 광학 산란 매체(예: 생물 조직) 내에서 마이크로 미터 해상도의 3차원 이미지를 캡처하는 영상 기술이다. OCT는, 공초점 반사 현미경에 비교하여 이미징 깊이 및 속도에 우위에 있으며, 초음파 이미징에 비하여 해상도가 높아 눈, 피부 및 심혈관 등을 대상으로 하는 의료 장비로써 활용되고 있다. OCT is an imaging technique that uses light to capture three-dimensional images with micrometer resolution within an optical scattering medium (eg, biological tissue). OCT has superior imaging depth and speed compared to confocal reflection microscopes, and has a higher resolution than ultrasound imaging, so it is used as medical equipment for eyes, skin, and cardiovascular systems.

OCT에 필요한 주파수별 신호를 얻을 때, 인체 등 대상체가 움직이게 되면 주파수별 신호의 위상변화로 생성된 이미지에 왜곡이 발생한다. 기존 광간섭 신호의 위상정보를 가지고 체적운동을 측정하는 방법은 대상체가 복수의 반사면이나 산란 매체를 포함할 경우 적용할 수 없다는 단점이 있다. 복수의 반사면이나 산란 매체를 포함하는 대상체에 대한 기존 체적운동 측정방법은 모든 파장의 간섭신호를 다 얻은 후에 가능하기 때문에 시간분해능이 낮다는 단점이 있다.
한편 본 발명에 관련된 배경 기술에 대한 내용이 미국등록특허공보 US 7408648B2, 한국공개특허공보 KR 20190132847A 및 한국공개특허공보 KR 20160076868A에 개시되어 있다.When a signal for each frequency required for OCT is obtained, if an object such as a human body moves, distortion occurs in the image generated by the phase change of the signal for each frequency. The existing method of measuring the volume motion using the phase information of the optical interference signal has a disadvantage in that it cannot be applied when the object includes a plurality of reflective surfaces or scattering media. The existing volume motion measurement method for an object including a plurality of reflective surfaces or scattering media has a disadvantage in that the temporal resolution is low because it is possible after all the interference signals of all wavelengths are obtained.
Meanwhile, the contents of the background art related to the present invention are disclosed in US Patent Publication No. US 7408648B2, Korean Patent Application Publication No. KR 20190132847A, and Korean Patent Application Publication No. KR 20160076868A.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다. The above-mentioned background art is possessed or acquired by the inventor in the process of derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known art disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

일 실시 예의 목적은, 추가적인 장비 없이도 광간섭 신호를 이용하여 높은 정확도로 산란 매체의 체적 운동을 측정할 수 있는 방법과, 이를 기초로 OCT 신호를 보상하는 방법과, 이를 수행하는 OCT 장치를 제공하는 것이다.An object of an embodiment is to provide a method capable of measuring the volume motion of a scattering medium with high accuracy using an optical interference signal without additional equipment, a method for compensating an OCT signal based thereon, and an OCT device for performing the same will be.

일 실시 예에 따르면 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법은, 시간의 흐름에 따라 빛을 산란 매체에 조사하여 반사되어 나오는 빛을 간섭계로 측정함으로써, 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 단계; 및 상기 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 대상체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the method for measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium includes: measuring a plurality of optical interference signals by irradiating light to the scattering medium over time and measuring the reflected light with an interferometer; and bulk motion of the object in the optical axis direction according to the passage of time based on information on the difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval among the plurality of optical interference signals. It may include the step of determining information about.

상기 한 쌍의 광간섭 신호는, 산란 매체에 빛을 조사하는 광원의 세기의 진폭 및 파장이 서로 동일한 상태에서 측정될 수 있다.The pair of optical interference signals may be measured in a state in which the amplitude and wavelength of the intensity of the light source irradiating light to the scattering medium are the same.

상기 광간섭 신호를 측정하는 단계는, 라인(line) 스캐닝 방식 또는 풀-필드(full-field) 스캐닝 방식을 이용하여 산란 매체에 병렬식으로 빛을 조사함으로써, 빛을 1회 조사할 때마다, 광 검출기의 이미지 센서상의 복수 개의 픽셀에서 각각, 산란 매체의 서로 다른 지점에 대한 광간섭 신호를 획득할 수 있다.The step of measuring the optical interference signal, by irradiating light in parallel to the scattering medium using a line scanning method or a full-field scanning method, every time the light is irradiated, In each of the plurality of pixels on the image sensor of the photodetector, optical interference signals for different points of the scattering medium may be obtained.

상기 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계는, 감도의 향상을 위해, 상기 복수 개의 픽셀 중 적어도 2개 이상의 픽셀에 대하여 구하여진 체적 운동량을 평균화하여 수행될 수 있다.The determining of the information on the volume motion may be performed by averaging volume motion amounts obtained for at least two or more pixels among the plurality of pixels in order to improve sensitivity.

상기 광간섭 신호를 측정하는 단계는, 1차적으로 빛을 조사하여 1차 광간섭 신호를 측정하는 단계; 상기 설정 시간이 경과하면, 2차적으로 빛을 조사하여 2차 광간섭 신호를 측정하는 단계; 및 상기 광원의 파장을 변경하는 단계를 포함하고, 상기 한 쌍의 광간섭 신호는, 상기 광원의 파장이 동일한 상태에서 측정된 상기 1차 광간섭 신호 및 상기 2차 광간섭 신호일 수 있다. Measuring the optical interference signal may include: measuring the primary optical interference signal by first irradiating light; measuring a secondary optical interference signal by secondarily irradiating light when the set time has elapsed; and changing the wavelength of the light source, wherein the pair of optical interference signals may be the primary optical interference signal and the secondary optical interference signal measured in a state where the wavelengths of the light sources are the same.

상기 광간섭 신호를 측정하는 단계는, 미리 설정된 전 영역 파장에서의 측정이 완료될 때까지 반복하고, 상기 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법은, 미리 설정된 전 영역 파장에서의 측정이 완료된 이후에 수행되고, 상기 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계 이전에 수행되며, (i) 상기 광간섭 신호를 측정하는 단계에서 측정된 복수 개의 1차 광간섭 신호를 수집하여, 픽셀 및 시간별 1차 광간섭 신호를 생성하고, (ii) 상기 광간섭 신호를 측정하는 단계에서 측정된 복수 개의 2차 광간섭 신호를 수집하여, 픽셀 및 시간별 2차 광간섭 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of measuring the optical interference signal is repeated until the measurement in the preset full range wavelength is completed, and the method for measuring the volume motion of the optical interference-based scattering medium is performed after the measurement in the preset full range wavelength is completed. is performed, and is performed before the step of determining the information on the volume motion, (i) collecting a plurality of primary optical interference signals measured in the step of measuring the optical interference signal, The method may further include generating an interference signal, (ii) collecting a plurality of secondary optical interference signals measured in the step of measuring the optical interference signal, and generating secondary optical interference signals for each pixel and time.

상기 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계는, 픽셀 및 시간별 1차 광간섭 신호와, 픽셀 및 시간별 2차 광간섭 신호를 각각 복소수화 하는 단계; 상기 복소수화된 한 쌍의 광간섭 신호를 비교함으로써, 픽셀 및 시간별 위상 변화량을 결정하는 단계; 상기 픽셀 및 시간별 광축 방향 위상 변화량을 복수 개의 픽셀에 대하여 평균화함으로써, 시간별 체적 운동의 위상 변화량을 결정하는 단계; 및 적분 과정을 통하여, 체적 운동의 위상을 시간의 함수로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of the information on the volume motion may include: complexing a primary optical interference signal for each pixel and time and a secondary optical interference signal for each pixel and time, respectively; determining a phase change amount for each pixel and time by comparing the pair of complexed optical interference signals; determining the amount of phase change of the volume motion by time by averaging the amount of phase change in the optical axis direction for each pixel and for each time; and determining the phase of the volumetric motion as a function of time through an integration process.

상기 픽셀 및 시간별 위상 변화량을 결정하는 단계는, 상기 복소수화된 한 쌍의 광간섭 신호 중 어느 하나를 나머지 하나로 나누는 연산을 통하여 비교함으로써, 산란 매체의 깊이별 반사율이, 상기 복수 개의 광간섭 신호의 값에 미치는 영향을 상쇄시킬 수 있다.In the step of determining the amount of phase change for each pixel and time, the reflectance for each depth of the scattering medium is determined by comparing any one of the complex numbered pair of optical interference signals to the other by dividing the number of optical interference signals. The effect on the value can be offset.

일 실시 예에 따르면, 파장 가변형 푸리에 도메인 병렬 OCT(Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) 장치의 이미지 보정 방법은, 시간의 흐름에 따라 빛을 산란 매체에 조사하여 반사되어 나오는 빛을 간섭계로 측정함으로써, 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 단계; 상기 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하는 단계; 및 결정된 상기 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보에 기초하여, 수집된 상기 복수 개의 광간섭 신호를 수정함으로써, 보정된 광간섭 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the image correction method of the wavelength tunable Fourier domain parallel OCT (Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) apparatus irradiates light to a scattering medium over time and measures the reflected light with an interferometer, measuring optical interference signals; Bulk motion of the scattering medium in the optical axis direction according to the passage of time based on information on the difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval among the plurality of optical interference signals determining information about; and generating a corrected optical interference signal by correcting the plurality of collected optical interference signals based on the determined information on the volume motion of the scattering medium.

일 실시 예에 따르면, 병렬식으로 조사된 간섭광을 이용하여 산란 매체의 움직임을 측정하는 OCT 장치는, 출력되는 빛의 중심 파장이 변화될 수 있는 파장 가변 광원; 상기 파장 가변 광원으로부터 출력된 빛을 상기 산란 매체에 조사함으로써 간섭광을 생성하는 간섭계; 상기 간섭계에서 생성된 간섭광을 수신하여 광간섭 신호를 획득하는 광 검출기; 및 상기 광 검출기에서 획득된 광간섭 신호를 처리하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 시간의 흐름에 따라 측정된 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정할 수 있다.According to an embodiment, the OCT device for measuring the movement of a scattering medium using the interference light irradiated in parallel includes: a tunable light source in which a central wavelength of output light can be changed; an interferometer for generating interference light by irradiating the light output from the tunable light source to the scattering medium; a photodetector for receiving the interference light generated by the interferometer to obtain an optical interference signal; and a controller for processing the optical interference signal obtained by the photodetector, wherein the controller includes a pair of optical interference signals measured at a set time interval among a plurality of optical interference signals measured over time. Based on the information on the difference in intensity, information on the bulk motion of the scattering medium in the optical axis direction according to the passage of time may be determined.

일 실시 예에 따르면, 파장 가변형 푸리에 도메인 병렬 OCT(Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) 장치는, 출력되는 빛의 중심 파장이 변화될 수 있는 파장 가변 광원; 상기 파장 가변 광원으로부터 출력된 빛을 상기 산란 매체에 조사함으로써 간섭광을 생성하는 간섭계; 상기 간섭계에서 생성된 간섭광을 수신하여 광간섭 신호를 획득하는 광 검출기; 및 상기 광 검출기에서 획득된 광간섭 신호를 처리하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, (i) 시간의 흐름에 따라 측정된 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하고, (ii) 결정된 상기 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보에 기초하여, 수집된 상기 복수 개의 광간섭 신호를 수정함으로써, 보정된 광간섭 신호를 생성함으로써 보정된 OCT 이미지를 사용자에게 출력할 수 있다.According to one embodiment, a wavelength tunable Fourier domain parallel OCT (Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) apparatus includes a tunable light source in which a central wavelength of output light can be changed; an interferometer for generating interference light by irradiating the light output from the tunable light source to the scattering medium; a photodetector for receiving the interference light generated by the interferometer to obtain an optical interference signal; and a controller for processing the optical interference signal obtained by the photodetector, wherein the controller includes: (i) a pair of optical interference measured at a set time interval among a plurality of optical interference signals measured over time Based on the information on the difference in light intensity of the signal, information on the bulk motion of the scattering medium in the direction of the optical axis over time is determined, and (ii) for the determined volume motion of the scattering medium Based on the information, by correcting the plurality of collected optical interference signals, a corrected OCT image may be output to the user by generating a corrected optical interference signal.

일 실시 예에 따르면, 기존 보상 방법에 비하여 산란 매체의 심한 움직임에도 나노 미터 수준 이하의 높은 정확성으로 위상 변화를 예측할 수 있다.According to an embodiment, it is possible to predict the phase change with high accuracy of nanometer level or less, even with severe movement of the scattering medium, compared to the conventional compensation method.

일 실시 예에 따르면, 예측에 필요한 추가 장치가 필요 없다. 보다 구체적으로, 영상 이미지를 획득하기 위해 측정되는 이미징 신호 이외의 추가적인 측정 장비 없이, 기존 신호를 분석하여 산란 매체의 움직임에 따른 위상 변화를 예측하고 이미지 왜곡을 보정할 수 있다. According to an embodiment, an additional device required for prediction is not required. More specifically, it is possible to predict a phase change according to the movement of a scattering medium and correct image distortion by analyzing an existing signal without additional measuring equipment other than an imaging signal measured to obtain a video image.

일 실시 예에 따르면, 광축 방향으로의 산란 매체의 움직임을 보상할 수 있으므로, 해당 움직임에 대하여 민감한 것으로 알려진 파장 가변형 병렬 OCT에도 적용할 수 있다. 파장 가변형 병렬 OCT의 경우, 기존 OCT에 비하여 이미징 속도 및 안정적 신호 처리 등의 장점이 있음에도 불구하고 이미징 대상물체의 움직임에 민감하여 적용 대상이 제한적이라는 문제점이 존재하였다. 그러나, 제안된 알고리즘은, 인체의 안구 등 움직임이 심한 산란 매체에도 파장 가변형 병렬 OCT를 적용할 수 있으며, 기타 3차원 조직 배양에 관련된 이미징 기술 및 뇌과학 분야에 관련된 이미징 기술 등을 비롯한 다양한 분야에서 활용될 수 있다. According to an embodiment, since the movement of the scattering medium in the optical axis direction can be compensated, it can be applied to the wavelength tunable parallel OCT known to be sensitive to the corresponding movement. In the case of the tunable parallel OCT, although it has advantages such as imaging speed and stable signal processing compared to the conventional OCT, it is sensitive to the movement of the imaging object, so there is a problem that the application target is limited. However, the proposed algorithm can apply tunable parallel OCT to scattering media with heavy movement such as the human eyeball, and is used in various fields including imaging technology related to 3D tissue culture and imaging technology related to brain science. can be utilized.

도 1은 일 실시 예에 따른 OCT 장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법 및 이를 이용한 이미지 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 보정된 광간섭 신호를 생성하는 단계를 나타내는 순서도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 보정된 광간섭 신호를 생성하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 이미지 보정 방법을 수행함에 따라서, OCT 이미지 품질이 향상된다는 점을 확인할 수 있는 실제 OCT 사진이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 이미지 보정 방법을 수행함에 따라서, OCT 이미지의 샤프니스(sharpness)가 향상되는 정도를 수치적으로 확인한 그래프이다.1 is a diagram conceptually illustrating an OCT device according to an embodiment.
2 is a flowchart illustrating a method for measuring a volume motion of an optical interference-based scattering medium and an image correction method using the same according to an exemplary embodiment.
3 is a flowchart illustrating a step of measuring a plurality of optical interference signals according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram exemplarily illustrating a process of measuring a plurality of optical interference signals according to an embodiment.
5 is a flowchart illustrating a step of determining information on a volume motion of a scattering medium according to an exemplary embodiment.
6 is a flowchart illustrating a step of generating a corrected optical interference signal according to an exemplary embodiment.
7 is a diagram exemplarily illustrating a process of generating a corrected optical interference signal according to an embodiment.
8 is an actual OCT photograph confirming that OCT image quality is improved as the image correction method is performed according to an embodiment.
9 is a graph numerically confirming the extent to which sharpness of an OCT image is improved as an image correction method is performed according to an embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.

도 1은 일 실시 예에 따른 OCT 장치를 개념적으로 나타내는 도면이다. 1 is a diagram conceptually illustrating an OCT device according to an embodiment.

도 1을 참조하면, OCT 장치(1)는, 병렬식(parallel)으로 조사된 간섭광을 이용하여, 산란 매체(S)의 움직임을 측정할 수 있다. 본 발명은 산란 매체(S)의 움직임으로 발생하는 위상 변화를 예측하고, 나아가, 산란 매체(S)의 움직임을 측정 및 제거하여 이미지 왜곡을 보상할 수 있다. OCT 장치(1)는, 예를 들어, 파장 가변형 푸리에 도메인 병렬 광간섭 OCT(Wavelength sweeping Fourier domain OCT) 장치로써, OCT 기술을 이용하여, 산란 매체(S)에 대한 3차원 단층 이미지를 제공할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the OCT device 1 may measure the movement of the scattering medium S by using the interference light irradiated in parallel. The present invention predicts a phase change caused by the movement of the scattering medium S, and further measures and removes the movement of the scattering medium S to compensate for image distortion. The OCT apparatus 1 is, for example, a wavelength tunable Fourier domain parallel optical coherence OCT (Wavelength sweeping Fourier domain OCT) apparatus, which can provide a three-dimensional tomographic image of the scattering medium S by using OCT technology. there is.

OCT는 빠른 속도를 통하여 실시간 영상 촬영을 가능하게 한다. 또한, OCT에 사용되는 빛의 파워를 적절히 사용하면 인체에 피해를 끼치지 않아 비침습성(Non-invasiveness) 관찰을 가능하게 하는 장점을 갖는다. 뿐만 아니라, 영상 촬영에 사용하는 빛의 주파수가 초음파에 비해 높기 때문에 OCT는 3~16㎛ 정도의 높은 축방향(axial) 해상도를 갖는다. 예를 들어, 의료 분야에서는 이와 같은 높은 해상도를 이용하여 사용자로 하여금 조직의 병변 존재 유무를 판단하는 데에 큰 도움을 준다. OCT enables real-time imaging through high speed. In addition, when the power of light used for OCT is properly used, there is no harm to the human body, and thus non-invasiveness observation is possible. In addition, since the frequency of light used for imaging is higher than that of ultrasound, OCT has a high axial resolution of about 3 to 16 μm. For example, in the medical field, such a high resolution is used to greatly help a user in determining whether a tissue lesion exists.

한편, OCT는 축방향으로 높은 해상도를 가지기 때문에, 축방향으로의 움직임에 민감하다는 단점이 있다. 특히 파장가변형 방식의 OCT는 축방향 움직임에 의한 파장간 위상차이가 발생해 축방향 해상도를 더욱 더 나빠지게 한다. 그러나 제안하는 병렬 방식의 OCT를 통해 수집된 OCT 신호를 이용하면, 산란 매체(S)가 광축에 대하여 평행한 방향, 즉, z축 방향으로의 체적 운동(bulk motion)을 측정하고, 나아가 이를 이용하여 OCT에서 발생하는 신호의 왜곡을 보상할 수 있으므로, 상술한 단점을 제거하고 높은 해상도로 안정적인 이미지를 획득할 수 있게 된다. On the other hand, since OCT has a high resolution in the axial direction, there is a disadvantage in that it is sensitive to movement in the axial direction. In particular, the wavelength-tunable OCT causes a phase difference between wavelengths due to axial movement, which further deteriorates the axial resolution. However, if the OCT signal collected through the proposed parallel OCT is used, the scattering medium S measures the bulk motion in the direction parallel to the optical axis, that is, in the z-axis direction, and further uses it. Therefore, since it is possible to compensate for signal distortion generated in OCT, it is possible to remove the above-mentioned disadvantages and to obtain a stable image with high resolution.

OCT 장치(1)는, 예를 들어, 파장 가변 광원(11, wavelength swept light source), 파이버 커플러(13, fiber coupler), 간섭계(14), 광 검출기(15) 및 제어부를 포함할 수 있다. The OCT device 1 may include, for example, a wavelength swept light source 11 , a fiber coupler 13 , an interferometer 14 , an optical detector 15 , and a controller.

파장 가변 광원(11)은, 시간에 따라 광원 자체의 중심 파장이 빠르게 변화할 수 있는 광원으로써, 그 종류로는 기계적인 방식으로 광원의 파장을 변화시키는 파장 가변 레이저나, 음향 광학 파장선택 필터(acousto-optic tunable filter, AOTF) 기반 파장 가변 레이저 등이 있다. 일반적으로 널리 활용되는 파장 가변 광원(11)의 파장 반복율은 보통 수 백Hz 내지 수 MHz 정도로 매우 다양하다. 파장 가변 광원(11)에서 출력되는 광은 파이버 커플러(13)를 통해 간섭계(14)로 전달될 수 있다.The tunable light source 11 is a light source whose central wavelength of the light source itself can change rapidly with time, and its types include a tunable laser that changes the wavelength of the light source in a mechanical way, or an acousto-optic wavelength selective filter ( tunable lasers based on acousto-optic tunable filters (AOTF). In general, the wavelength repetition rate of the widely used tunable light source 11 varies widely from several hundred Hz to several MHz. Light output from the tunable light source 11 may be transmitted to the interferometer 14 through the fiber coupler 13 .

파이버 커플러(13)는, 복수의 광섬유 케이블의 입출력을 담당하고, 입력된 광을 분할하거나 출력하려는 광의 비율과 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 파이버 커플러(13)는 파장 가변 광원(11) 및 간섭계(14)와 각각 광섬유 케이블로 연결될 수 있다.The fiber coupler 13 may be in charge of input/output of a plurality of optical fiber cables, and may divide input light or determine a ratio and direction of light to be output. For example, the fiber coupler 13 may be connected to the tunable light source 11 and the interferometer 14 with an optical fiber cable, respectively.

간섭계(14)는, 파장 가변 광원(11)으로부터 출력된 빛을 산란 매체(S)에 조사함으로써 간섭광을 생성할 수 있다. 생성된 간섭광은 광 검출기(15)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 간섭계(14)는, 샘플 암(141, sample arm), 참조 암(142, reference arm) 및 빔 스플리터(143)를 포함할 수 있다.The interferometer 14 can generate interfering light by irradiating the light output from the tunable light source 11 to the scattering medium S. The generated interference light may be transmitted to the photo detector 15 . For example, the interferometer 14 may include a sample arm 141 , a reference arm 142 , and a beam splitter 143 .

예를 들어, 샘플 암(141) 및 참조 암(142)은, 빔 스플리터(143)를 중심으로 서로 반대편에 배치될 수 있다.For example, the sample arm 141 and the reference arm 142 may be disposed opposite to each other with respect to the beam splitter 143 .

파장 가변 광원(11)으로부터 출력된 빛은 샘플 암(141) 및 참조 암(142)을 통하여 빔 스플리터(143)에 입사될 수 있다. 샘플 암(141) 및 참조 암(142) 각각의 빛의 진행 방향 측에는, 빔 스플리터(143)로 조사되는 빛을 평행광으로 집속시키는 콜리메이터가 각각 구비될 수 있다. Light output from the tunable light source 11 may be incident on the beam splitter 143 through the sample arm 141 and the reference arm 142 . A collimator for focusing the light irradiated by the beam splitter 143 into parallel light may be provided on a side of each of the sample arm 141 and the reference arm 142 in the light traveling direction.

샘플 암(141)으로부터 조사된 샘플 광(L1)은, 빔 스플리터(143)에서 반사되어, 산란 매체(S)에 입사되고, 산란 매체(S)로부터 반사된 샘플 광(L1)은, 다시 빔 스플리터(143)를 통과하여 광 검출기(15)로 전달될 수 있다.The sample light L1 irradiated from the sample arm 141 is reflected by the beam splitter 143, is incident on the scattering medium S, and the sample light L1 reflected from the scattering medium S is again a beam. It may be transmitted to the photodetector 15 through the splitter 143 .

참조 암(142)으로부터 조사된 참조 광(L2)은, 빔 스플리터(143)에서 반사되어, 광 검출기(15)로 직접 전달될 수 있다. 샘플 광(L1) 및 참조 광(L2)이 상호 간에 간섭광을 형성할 수 있도록, 샘플 광(L1) 및 참조 광(L2)의 광 경로의 길이는 대략 동일하게 설정될 수 있다. The reference light L2 irradiated from the reference arm 142 may be reflected by the beam splitter 143 and directly transmitted to the photodetector 15 . The lengths of the optical paths of the sample light L1 and the reference light L2 may be set to be approximately equal so that the sample light L1 and the reference light L2 may form an interference light with each other.

광 검출기(15)는, 이미지 센서를 구비하고, 간섭계(14)에서 생성된 간섭광을 수신하여 광간섭 신호를 획득할 수 있다. The photodetector 15 may include an image sensor, and may obtain an optical interference signal by receiving the interference light generated by the interferometer 14 .

제어부는, 광 검출기(15)에서 획득된 광간섭 신호를 처리할 수 있다. 제어부는, 시간의 흐름에 따라 측정된 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도(intensity)의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체(S)의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정할 수 있다. 여기서, "빛 강도"란 빛의 위상(phase) 및 진폭(amplitude)에 대한 정보를 포함하는 개념임을 밝혀 둔다.The controller may process the optical interference signal obtained from the photodetector 15 . The control unit is configured to control the optical axis according to the passage of time, based on information about a difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval among a plurality of optical interference signals measured with the passage of time. It is possible to determine information about the bulk motion of the scattering medium S in the direction. Here, it should be clarified that "light intensity" is a concept including information on the phase and amplitude of light.

또한, 제어부는, 결정된 산란 매체(S)의 체적 운동에 대한 정보에 기초하여, 수집된 복수 개의 광간섭 신호를 수정함으로써, 보정된 광간섭 신호를 생성함으로써 보정된 단층 촬영 이미지를 사용자에게 출력할 수 있다. In addition, the control unit, based on the determined information on the volume motion of the scattering medium (S), by correcting the collected plurality of optical interference signals, by generating a corrected optical interference signal to output a corrected tomography image to the user. can

예를 들어, 제어부는, 획득된 광간섭 신호를 푸리에 변환(Fourier Transformation) 등을 통해서 처리함으로써, 산란 매체(S)의 깊이 정보를 측정하고, 산란 매체의 단층 영상의 이미지를 만들어낼 수 있다. For example, the controller may measure the depth information of the scattering medium S by processing the obtained optical interference signal through Fourier Transformation or the like, and create an image of a tomographic image of the scattering medium.

한편, 이상의 설명은, OCT 장치(1)의 하나의 예시에 불과하며, 반대되는 기재가 없는 이상 기존에 공지된 OCT 장치 등 간섭광을 수집하여 신호처리가 가능한 다양한 OCT 장치에 본 발명이 적용될 수 있다는 점을 밝혀 둔다.On the other hand, the above description is only one example of the OCT device 1, and unless there is a description to the contrary, the present invention can be applied to various OCT devices capable of signal processing by collecting interference light, such as known OCT devices. make it clear that there is

도 2는 일 실시 예에 따른 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법 및 이를 이용한 이미지 보정 방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method for measuring a volume motion of an optical interference-based scattering medium and an image correction method using the same according to an exemplary embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법은, (a) 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 단계(51)와, (b) 측정된 광간섭 신호를 수집하는 단계(52)와, (c) 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하는 단계(53)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , a method for measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium according to an embodiment includes (a) measuring a plurality of optical interference signals (51), and (b) collecting the measured optical interference signals. (c) the bulk motion of the scattering medium in the direction of the optical axis with the passage of time based on information on the difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval It may include a step 53 of determining information about the motion).

한편, 광간섭 신호는, (i) 산란 매체의 체적 운동 이외에도 (ii) 산란 매체의 깊이별로 국부적인 부분의 반사율에 대한 정보를 포함하게 된다. 다만, 상술한 것처럼, 광원의 세기의 진폭 및 파장이 서로 동일한 상태에서 측정된 한 쌍의 광간섭 신호를 이용하게 되면, 도 5 내지 도 7에서 후술하는 바와 같이 반사율에 대한 영향을 상쇄시킬 수 있으므로, 체적 운동에 대한 정보만 추출하는 것이 가능해진다. 한편, 파장별로 2회씩 광간섭 신호를 측정하여야 하므로, 측정 시간이 증가된다는 단점은 존재하지만, 병렬형 OCT에 있어서, 매회 측정은 마이크로 초(sec) 단위로 매우 빠르게 이루어지기 때문에, 상술한 단점이 실시간 영상 이미지를 제공함에 있어서 미치는 영향은 미미한 수준이다. On the other hand, the optical interference signal includes (i) information on the reflectance of a local part for each depth of the scattering medium in addition to (i) the volume motion of the scattering medium. However, as described above, when a pair of optical interference signals measured in a state where the amplitude and wavelength of the intensity of the light source are the same as each other are used, the influence on the reflectance can be canceled as will be described later with reference to FIGS. 5 to 7 . , it becomes possible to extract only information about volume motion. On the other hand, since the optical interference signal has to be measured twice for each wavelength, there is a disadvantage that the measurement time is increased. In providing a real-time video image, the effect is negligible.

단계 51에서, OCT 장치(1)는, 시간의 흐름에 따라 빛을 산란 매체에 조사하여 반사되어 나오는 빛을 간섭계로 측정함으로써, 복수 개의 광간섭 신호를 측정할 수 있다. OCT 장치(1)는, 라인(line) 스캐닝 방식 또는 풀-필드(full-field) 스캐닝 방식 등을 이용하여 산란 매체에 병렬식(parallel)으로 빛을 조사할 수 있다. 이와 같이 병렬식으로 빛을 조사하게 되면, 빛을 1회 조사할 때마다, 광 검출기(15)의 이미지 센서상의 복수 개의 픽셀에서 각각, 산란 매체의 서로 다른 지점에 대한 광간섭 신호를 동시에 획득할 수 있다. 단계 51에서 수집된 복수 개의 픽셀별로 수집된 간섭광 정보는, 도 5 내지 도 7에서 후술하는 것처럼 픽셀 및 시간별 체적 운동량으로 변환이 가능하다. In step 51, the OCT device 1 may measure a plurality of optical interference signals by irradiating light to the scattering medium over time and measuring the reflected light with an interferometer. The OCT device 1 may irradiate light to the scattering medium in parallel using a line scanning method or a full-field scanning method. When the light is irradiated in parallel as described above, each time the light is irradiated once, the optical interference signals for different points of the scattering medium can be simultaneously obtained from each of the plurality of pixels on the image sensor of the photodetector 15 . can The interference light information collected for each of the plurality of pixels collected in step 51 can be converted into volumetric momentum for each pixel and time, as will be described later with reference to FIGS. 5 to 7 .

단계 53에서는, 감도의 향상을 위해, 복수 개의 픽셀 중 적어도 2개 이상의 픽셀(예를 들면, 모든 픽셀)에 대하여 구하여진 체적 운동량을 평균화하여 수행될 수 있다. 여기서, 평균화란, 단순히 산술 평균만으로 한정하는 것이 아니라, 기하 평균 및 조화 평균 등, 어떤 값들의 집합의 적절한 특징을 나타내는데 활용되는 것으로 알려진 다양한 공지의 방법들을 포함하는 개념임을 밝혀 둔다. In operation 53, in order to improve the sensitivity, it may be performed by averaging the volume momentum obtained for at least two or more pixels (eg, all pixels) among the plurality of pixels. Here, averaging is not limited to simply arithmetic mean, but it is a concept that includes various well-known methods known to be used to represent appropriate characteristics of a set of values, such as geometric mean and harmonic mean.

기존 포인트(point) 스캐닝 방식에 의하면, 광원 자체의 노이즈와, 광 검출기의 노이즈와, 기타 신호 측정 과정에서 발생되는 다양한 노이즈 등에 의하여, 간섭광 신호만으로 체적 운동에 대한 정보를 구하는 것이 불가능한 것으로 인식되어 있었다. 또한 예를 들어, 빛을 생체 혈관에 조사하면, 혈류 내의 적혈구나 백혈구 등 다양한 산란체들의 흐름에 의하여 도플러 효과가 발생하고 이들이 간섭광 신호의 위상에 영향을 주기 때문에, 생체 조직을 측정함에 있어서는 체적 운동에 대한 정보를 구하는 것이 더욱 어려운 것으로 인식되어 왔다. 그러나 병렬식으로 빛을 조사함으로써, 수많은 픽셀에서 동시에 획득된 신호를 기반으로, 실시 예에 따른 방법을 적용할 경우, 도 8 및 도 9에 도시된 것처럼, 상당한 수준으로 정확하게 체적 운동을 측정할 수 있고, 이를 기초로 이미지를 보상할 수 있다는 점을 검증하였다. According to the existing point scanning method, it is recognized that it is impossible to obtain information about the volume movement only with the interference light signal due to the noise of the light source itself, the noise of the photodetector, and various noises generated during the signal measurement process. there was. Also, for example, when light is irradiated onto a living blood vessel, the Doppler effect occurs due to the flow of various scatterers such as red blood cells or white blood cells in the bloodstream, and these affect the phase of the interference light signal. It has been perceived as more difficult to obtain information about exercise. However, when the method according to the embodiment is applied based on signals simultaneously acquired from numerous pixels by irradiating light in parallel, as shown in Figs. and it was verified that the image can be compensated based on this.

한편, 이상의 단계 51 내지 단계 53에서 결정된 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보에 기초하여, 이미지 보정을 수행할 수도 있다. 이미지 보정 방법은 상술한 단계 51 내지 단계 53을 포함하고, 추가적으로 (d) 결정된 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보에 기초하여, 복수 개의 광간섭 신호를 수정함으로써, 보정된 광간섭 신호를 생성하는 단계(54)와, (e) 보정된 광간섭 신호를 이용하여 영상 이미지를 출력하는 단계(55)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 이미지 보정 방법은, 예를 들어, 파장 가변형 푸리에 도메인 병렬 광간섭 토모그래피(Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) 장치에 적용될 수 있다. 푸리에 도메인 토모그래피(Fourier domain OCT, FD-OCT) 장치의 경우, 시간 도메인 광간섭 토모그래피(Time domain OCT, TD-OCT) 장치와 비교하여 신호 감도가 높고 스캔 속도의 한계의 제한에서 비교적 자유로운 점에서, 활용 가치가 높다. 뿐만 아니라, 도 5 내지 도 7에서 후술하는 바와 같이, 체적 운동을 결정하는데 활용되는 신호 처리 방식은 주파수 영역에서 간단히 수행될 수 있으므로, 본 발명의 적용 대상으로 더욱 적합하다. Meanwhile, image correction may be performed based on the information on the volume motion of the scattering medium determined in steps 51 to 53 above. The image correction method includes the above-described steps 51 to 53, and additionally (d) generating a corrected optical interference signal by correcting the plurality of optical interference signals based on the determined information on the volume motion of the scattering medium. The method may further include (54) and (e) outputting a video image using the corrected optical interference signal (55). Such an image correction method may be applied to, for example, a wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT apparatus. In the case of a Fourier domain OCT (FD-OCT) device, compared to a time domain optical interference tomography (Time domain OCT, TD-OCT) device, the signal sensitivity is high and relatively free from the limitation of the scan speed limit, It has high use value. In addition, as will be described later with reference to FIGS. 5 to 7 , the signal processing method used to determine the volume motion can be simply performed in the frequency domain, and thus is more suitable as an application target of the present invention.

도 3은 일 실시 예에 따른 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 단계를 나타내는 순서도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.3 is a flowchart illustrating a step of measuring a plurality of optical interference signals according to an embodiment, and FIG. 4 is a diagram exemplarily illustrating a process of measuring a plurality of optical interference signals according to an embodiment.

도 3 및 도 4를 참조하면, 광간섭 신호를 측정하는 단계(51)는, 1차적으로 빛을 조사하여 1차 광간섭 신호를 측정하는 단계(511, 512)와, 설정 시간이 경과하면 2차적으로 빛을 조사하여 2차 광간섭 신호를 측정하는 단계(513, 514, 515)와, 광원의 파장을 변경하는 단계(517)를 포함할 수 있다. 3 and 4 , the step 51 of measuring the optical interference signal includes the steps 511 and 512 of measuring the primary optical interference signal by first irradiating light, and when the set time elapses, 2 It may include steps (513, 514, 515) of measuring a secondary optical interference signal by irradiating light sequentially, and a step (517) of changing the wavelength of the light source.

단계 511, 512, 513, 514 및 515은, 미리 설정된 전 영역 파장에서의 측정이 완료될 때까지, 파장을 변화시켜 가며, 반복하여 수행될 수 있다(516, 517). 이와 같은 과정에서, 측정하고자 하는 산란 매체의 각각의 영역에 대응하는, 광 검출기(15)의 이미지 센서 상의 각각의 픽셀에서는, 광원이 파장이 동일한 상태에서 한 쌍의 광간섭 신호를 파장별로 각각 획득할 수 있다. Steps 511 , 512 , 513 , 514 , and 515 may be repeatedly performed while changing the wavelength until the preset full-range wavelength measurement is completed ( 516 and 517 ). In this process, in each pixel on the image sensor of the photodetector 15, corresponding to each region of the scattering medium to be measured, a pair of optical interference signals are obtained for each wavelength in a state where the light source has the same wavelength can do.

이와 같이, 광원의 파장이 동일한 상태에서, 설정 시간 간격(Δt)으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호(즉, 1차 광간섭 신호 및 2차 광간섭 신호)를 비교하면, 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보를 결정할 수 있다.As such, when a pair of optical interference signals (ie, the primary optical interference signal and the secondary optical interference signal) measured at a set time interval (Δt) are compared in a state where the wavelength of the light source is the same, the volume motion of the scattering medium information can be determined.

한편, 단계 516에서 측정이 완료된 광간섭 신호는 제어부(16)로 전달하여 단계 52 등을 통하여 처리되도록 하는 한편, 이와 동시에, 광원의 파장을 초기화 시키고(518), 단계 511 내지 517을 반복적으로 수행함으로써 체적 운동에 대한 정보나, 단층 영상을 실시간으로 제공할 수 있다. On the other hand, the optical interference signal that has been measured in step 516 is transmitted to the controller 16 to be processed through step 52 and the like, and at the same time, the wavelength of the light source is initialized (518), and steps 511 to 517 are repeatedly performed. By doing so, information on volume motion or tomographic images can be provided in real time.

광원의 파장을 변화시키면서, 동시에 동일한 파장에서 한 쌍의 광간섭 신호를 획득하는 과정은, 예를 들어, 도 4와 같이 간단한 방식으로 수행될 수 있다. 도 4에서 시간 축이 t1, t3, t5, ... 에서 측정된 신호가 1차 광간섭 신호이고, 시간 축이 t2, t4 및 t6, ... 에서 측정된 신호가 2차 광간섭 신호라고 할 수 있다. 복수 개의 1차 광간섭 신호는 복수 개의 2차 광간섭 신호와 설정 시간 간격(Δt)으로 1:1 매칭될 수 있다. 도 4는 설정 시간 간격(Δt)이 파장의 변화에 걸리는 시간의 1/2이 되도록 설정한 예시를 나타내고 있다. 이와 같이, 광원의 파장 변화 주파수보다 2배 빠른 주파수를 갖는 펄스파를 발생시키는 트리거 장치를 마련하고, 트리거 장치의 신호에 따라서, 산란 매체에 빛을 조사함으로써, 동일한 파장별로 한 쌍의 광간섭 신호를 획득할 수 있다. 이와 같은 설정에 의하면, 2차 광간섭 신호를 측정한 이후, 광원의 파장이 변경된 상태에서 1차 광간섭 신호를 측정하는 때까지의 시간 간격은, 상술한 설정 시간 간격(Δt)과 동일하게 된다. The process of obtaining a pair of optical interference signals at the same wavelength while changing the wavelength of the light source may be performed in a simple manner, for example, as illustrated in FIG. 4 . In Fig. 4, the signal measured at t1, t3, t5, ... on the time axis is the primary optical interference signal, and the signal measured on the time axis at t2, t4 and t6, ... is the secondary optical interference signal. can do. The plurality of primary optical interference signals may be 1:1 matched with the plurality of secondary optical interference signals at a set time interval Δt. 4 shows an example in which the set time interval Δt is set to be 1/2 of the time taken for the change of the wavelength. In this way, by providing a trigger device that generates a pulse wave having a frequency that is twice as fast as the wavelength change frequency of the light source, and irradiating light to the scattering medium according to the signal of the trigger device, a pair of optical interference signals for the same wavelength can be obtained. According to this setting, the time interval from measuring the secondary optical interference signal until the measurement of the primary optical interference signal in a state where the wavelength of the light source is changed is equal to the set time interval Δt described above. .

단계 51이 완료되어, 미리 설정된 전 영역 파장에서의 측정이 완료되면, (i) 광간섭 신호를 측정하는 단계에서 측정된 복수 개의 1차 광간섭 신호를 수집하여, 픽셀 및 시간별 1차 광간섭 신호(

)를 생성하고, (ii) 광간섭 신호를 측정하는 단계에서 측정된 복수 개의 2차 광간섭 신호를 수집하여, 픽셀 및 시간별 2차 광간섭 신호(

)를 생성할 수 있다(52, 도 2 참조). 단계 52에서 수집된 픽셀 및 시간별 한 쌍의 광간섭 신호(

,

)는 빛 강도(intensity)에 관한 정보이며, 여기서, "빛 강도"란 빛의 위상(phase) 및 진폭(amplitude)에 대한 정보를 포함하는 개념으로 이해되어야 함을 밝혀 둔다.When step 51 is completed and the measurement in all wavelengths set in advance is completed, (i) collecting a plurality of primary optical interference signals measured in the step of measuring the optical interference signal, the primary optical interference signal for each pixel and time (

) and (ii) collecting a plurality of secondary optical interference signals measured in the step of measuring the optical interference signal, the secondary optical interference signal (

) can be created (52, see FIG. 2). A pair of optical interference signals by time and pixels collected in step 52 (

,

) is information about light intensity, where "light intensity" should be understood as a concept including information about the phase and amplitude of light.

단계 52에서 수집된 픽셀 및 시간별 한 쌍의 광간섭 신호(

,

)는, 후술하는 바와 같이, 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계(53)에서 제어부(16)에 의해 처리될 수 있다. A pair of optical interference signals by time and pixels collected in step 52 (

,

) may be processed by the control unit 16 in the step 53 of determining information on the volumetric motion, as will be described later.

한편, 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계(53)는, 예를 들어, 광간섭 신호 중에서, 2가지 서로 다른 광(참조광 및 샘플광) 상호 간에 일어나는 간섭 신호만을 추출하여 수행될 수 있다. 이를 위해, 전체 수집된 광간섭 신호 중에서, (i) 참조광 내에서 간섭되는 신호, (ii) 샘플광 내에서 간섭되는 신호, 및 (iii) 비간섭 신호를 제거한 간섭 신호를 추출하는 단계가 수행될 수 있다. Meanwhile, the step 53 of determining the information on the volume motion may be performed by, for example, extracting only an interference signal occurring between two different lights (a reference light and a sample light) from among the optical interference signals. To this end, (i) a signal interfering in the reference light, (ii) a signal interfering in the sample light, and (iii) extracting an interfering signal from which the non-interfering signal is removed from the entire collected optical interference signal. can

도 5는 일 실시 예에 따른 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계를 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a step of determining information on a volume motion of a scattering medium according to an exemplary embodiment.

도 5를 참조하면, 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계(53)는, 픽셀 및 시간별 1차 광간섭 신호와, 픽셀 및 시간별 2차 광간섭 신호를 각각 복소수화 하는 단계(531)와, 복소수화된 한 쌍의 광간섭 신호를 비교함으로써, 픽셀 및 시간별 위상 변화량을 결정하는 단계(532)와, 시간별 체적 운동의 위상을 결정하는 단계(533)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the step 53 of determining the information on the volume motion includes a step 531 of complexing the primary optical interference signal for each pixel and time and the secondary optical interference signal for each pixel and time, respectively, and a complex number The method may include determining ( 532 ) the amount of phase change for each pixel and time by comparing the pair of optical interference signals, and determining ( 533 ) the phase of the volume motion for each time.

단계 531을 통하여, 단계 52에서 수집된 픽셀 및 시간별 광간섭 신호를 복소수화 시킬 수 있으며, 복소수화된 픽셀 및 시간별 광간섭 신호(

)는 아래의 수학식 1과 같은 관계를 갖는다. Through step 531, the pixel and time-by-time optical interference signal collected in step 52 can be complexed, and the complexed pixel and time-by-time optical interference signal (

) has the same relation as in Equation 1 below.

여기서, 수학식 1에 포함된 각 용어(term)의 정의는 아래와 같다.Here, the definitions of each term included in Equation 1 are as follows.

: 측정하고자 하는 산란 매체의 각각의 영역에 대응하는, 광 검출기(15)의 이미지 센서 상의 각각의 픽셀의 번호

: the number of each pixel on the image sensor of the photodetector 15, corresponding to each area of the scattering medium to be measured

: 광간섭 신호를 측정한 시각

: Time at which the optical interference signal was measured

: 픽셀 및 시간별로 광원으로부터 산란 매체에 조사되는 라인 또는 풀-필드 방사 함수

: Line or full-field radiation function irradiated from the light source to the scattering medium by pixel and time

: 픽셀 및 시간별로 산란 매체가 광축 방향으로 체적 운동을 함에 따라 발생되는 샘플광의 위상항

: The phase term of the sample light generated as the scattering medium volumetrically moves in the direction of the optical axis for each pixel and time

: 픽셀, 산란 매체의 깊이 및 시간별 빛의 반사율

: Pixel, depth of scattering medium, and reflectance of light over time

: 픽셀, 산란 매체의 깊이 및 시간별로 변화되는 샘플광의 위상항

: Pixel, depth of scattering medium, and phase term of sample light that changes with time

이와 같이, 복소수화된 픽셀 및 시간별 광간섭 신호(

)는, 산란 매체의 체적 운동에 대한 위상 정보와, 산란 매체의 깊이별로 달라지는 위상 정보를 모두 포함하게 된다. 한편 산란 매체의 깊이별로 달라지는 위상 정보와 상기 반사율(

)은, 짧은 시간 내에 촬영하면 촬영위치의 변화가 없어 거의 동일한 값을 가진다. In this way, the complexed pixels and the time-dependent optical interference signal (

) includes both phase information about the volume motion of the scattering medium and phase information that varies according to the depth of the scattering medium. On the other hand, the phase information and the reflectance (

) has almost the same value as there is no change in the shooting position when shooting within a short period of time.

단계 532에서는, 이와 같은 사실을 이용하면, 복소수화된 한 쌍의 광간섭 신호 중 어느 하나를 나머지 하나로 나누는 연산을 통하여 비교함으로써, 적분항이, 복수 개의 광간섭 신호의 값에 미치는 영향을 상쇄시킬 수 있다. 아래의 수학식 2은 복소수화된 픽셀 및 시간별 2차 광간섭 신호(

)를, 복소수화된 픽셀 및 시간별 1차 광간섭 신호(

)로 나눔으로써, 픽셀 및 시간별 위상 변화량(

)을 결정할 수 있음을 나타낸 것이다. In step 532, using this fact, the influence of the integral term on the values of the plurality of optical interference signals can be canceled by comparing any one of the pair of complex optical interference signals by dividing by the other. there is. Equation 2 below is a complex pixel and time-dependent secondary optical interference signal (

), the complexed pixels and the time-dependent primary optical interference signal (

By dividing by ), the amount of phase change per pixel and time (

) can be determined.

단계 533은, (i) 픽셀 및 시간별 광축 방향 위상 변화량(

)을 복수 개의 픽셀에 대하여 평균화함으로써, 시간별 체적 운동의 위상 변화량(

)을 결정하는 단계(533-1)와, (ii) 적분 과정을 통하여, 체적 운동의 위상을 시간의 함수(

)로 결정하는 단계(533-2)를 포함할 수 있다. Step 533, (i) the amount of phase change in the optical axis direction for each pixel and time (

) by averaging over a plurality of pixels, the amount of phase change (

) determining the phase (533-1) and (ii) through the integration process, the phase of the volume motion as a function of time (

) may include a step (533-2) of determining.

이와 같은 과정을 통하여 도출된 시간별 체적 운동의 위상(

)을 이용하여, 광간섭 기반으로 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)을 측정할 수 있다.Phase of volumetric motion by time derived through this process (

), it is possible to measure the bulk motion of the scattering medium in the optical axis direction according to the passage of time based on optical interference.

도 6은 일 실시 예에 따른 보정된 광간섭 신호를 생성하는 단계를 나타내는 순서도이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 보정된 광간섭 신호를 생성하는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.6 is a flowchart illustrating a step of generating a corrected optical interference signal according to an embodiment, and FIG. 7 is a diagram exemplarily illustrating a process of generating a corrected optical interference signal according to an embodiment.

먼저 도 6을 참조하면, 단계 54(도 2 참조)는, 1차 광간섭 신호(

)를 이용하여, 보상 전 상태에서의 픽셀 및 시간별 산란 매체의 위상(

)을 결정하는 단계(541)와, 비선형 위상(

)을 추출하는 단계(542)와, 체적 운동이 제거된 보상 위상(

)을 결정하는 단계(543)와, 체적 운동이 제거된 보상 광간섭 신호(

)를 결정하는 단계(544)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6 first, step 54 (refer to FIG. 2) is a primary optical interference signal (

), the phase of the scattering medium over time (

), determining 541 the non-linear phase (

) and extracting 542, the compensation phase (

) determining 543 , the compensated optical interference signal from which the volume motion has been removed (

) to determine 544 .

이와 같이 체적 운동이 제거된 보상 광간섭 신호(

)를 이용하면, 특히, 축 방향의 민감도가 높은 OCT 장치(1)에 있어서, 품질이 월등히 향상된 영상 이미지를 제공할 수 있다. In this way, the compensated optical interference signal (

), in particular, in the OCT device 1 having high sensitivity in the axial direction, it is possible to provide a video image with significantly improved quality.

도 7은 도 6에 도시한 일련의 과정을 수행하기 위한 구체적인 방법을 예시적으로 나타낸 것으로써, 이해의 편의를 위하여, 도 6의 과정에 대응하는 과정을 도 6과 동일한 참조 번호를 이용하여 표기하였다. 한편, 도 6의 과정이 반드시 도 7의 구체적인 방법으로 한정되는 것은 아님을 밝혀 둔다. FIG. 7 exemplarily shows a specific method for performing the series of processes shown in FIG. 6, and for convenience of understanding, the process corresponding to the process of FIG. 6 is indicated using the same reference numerals as in FIG. did Meanwhile, it should be noted that the process of FIG. 6 is not necessarily limited to the specific method of FIG. 7 .

도 8은 일 실시 예에 따른 이미지 보정 방법을 수행함에 따라서, OCT 이미지 품질이 향상된다는 점을 확인할 수 있는 실제 OCT 사진이고, 도 9는 일 실시 예에 따른 이미지 보정 방법을 수행함에 따라서, OCT 이미지의 선명도(sharpness)가 향상되는 정도를 수치적으로 확인한 그래프이다.8 is an actual OCT photograph confirming that OCT image quality is improved by performing the image correction method according to an embodiment, and FIG. 9 is an OCT image according to the image correction method according to an embodiment. It is a graph that numerically confirms the degree of improvement in the sharpness of

도 8의 (a) 및 (b)는 산란 매체를 정지시킨 상태에서 촬영된 OCT 이미지로써 각각, 보정 과정없이 획득된 광간섭 신호(

)및 보정 과정을 통해 획득된 광간섭 신호(

)를 이용하여 생성된 OCT 이미지를 나타낸다. 도 8의 (a) 및 (b)를 비교하면 알 수 있듯이, 실제로 본 실시 예에 따른 방법에 의하면, OCT 이미지의 선명도가 향상된다는 점을 확인할 수 있다.8 (a) and (b) are OCT images taken while the scattering medium is stopped, respectively, the optical interference signal (

) and the optical interference signal (

) represents the OCT image generated using As can be seen by comparing (a) and (b) of FIG. 8 , it can be confirmed that the sharpness of the OCT image is actually improved according to the method according to the present embodiment.

또한, 도 8의 (c) 및 (d)는 산란 매체를 축 방향으로 임의로 움직이는 과정에서 촬영된 OCT 이미지로써 각각, 보정 과정없이 획득된 광간섭 신호(

)및 보정 과정을 통해 획득된 광간섭 신호(

)를 이용하여 생성된 OCT 이미지를 나타낸다. 도 8의 (c)의 경우, 영상 이미지의 모션 블러(motion blur)가 매우 심하여 OCT 이미지를 통한 정확한 관찰이 매우 어렵다는 점을 알 수 있지만, 도 8의 (d)의 경우, 상당히 품질이 뛰어난 OCT 이미지를 제공할 수 있다는 점을 확인할 수 있다. 도 9의 2개의 막대 그래프를 비교하면, 산란 매체의 움직임이 존재할 경우에, OCT 이미지의 선명도가 비약적으로 향상된다는 점을 확인할 수 있다. In addition, (c) and (d) of FIG. 8 are OCT images taken while randomly moving the scattering medium in the axial direction, respectively, and optical interference signals (

) and the optical interference signal (

) represents the OCT image generated using In the case of (c) of FIG. 8, it can be seen that accurate observation through the OCT image is very difficult because the motion blur of the video image is very severe, but in the case of FIG. You can check that you can provide an image. Comparing the two histograms in FIG. 9 , it can be confirmed that the sharpness of the OCT image is dramatically improved when the movement of the scattering medium is present.

본 실시 예에 따른 보정 방법에 의하면, 산란 매체의 움직임이 있는 경우라도(도 8의 (d) 및 도 9의 오른쪽 막대 그래프 참조), 산란 매체의 움직임이 없을 때 일반적인 방법으로 촬영된 OCT 이미지(도 8의 (a))와 유사한 수준으로 높은 품질을 갖는 OCT 이미지를 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.According to the correction method according to the present embodiment, even when there is movement of the scattering medium (refer to the right bar graph of FIGS. 8(d) and 9), the OCT image ( It can be confirmed that an OCT image having a high quality can be provided at a level similar to that of (a) of FIG. 8 .

이와 같이 일 실시 예에 따르면, 기존 보상 방법에 비하여 산란 매체의 심한 움직임에도 나노 미터 수준 이하의 높은 정확성으로 위상 변화를 예측할 수 있다. 또한, 영상 이미지를 획득하기 위해 측정되는 이미징 신호 이외의 추가적인 측정 장비 없이, 기존 신호를 분석하여 산란 매체의 움직임에 따른 위상 변화를 예측하고 이미지 왜곡을 보정할 수 있다. 뿐만 아니라, 광축 방향으로의 산란 매체의 움직임을 보상할 수 있으므로, 해당 움직임에 대하여 민감한 것으로 알려진 파장 가변형 병렬 OCT에도 적용할 수 있다. 따라서, 파장 가변형 병렬 OCT의 고유의 장점, 즉, 이미징 속도 및 안정적 신호 처리 등의 장점을 그대로 활용할 수 있다. 나아가, 제안된 알고리즘은, 인체의 안구 등 움직임이 심한 산란 매체에도 파장 가변형 병렬 OCT를 적용할 수 있으며, 기타 3차원 조직 배양에 관련된 이미징 기술 및 뇌과학 분야에 관련된 이미징 기술 등을 비롯한 다양한 분야에서 활용될 수 있다. As described above, according to an exemplary embodiment, it is possible to predict the phase change with high accuracy of nanometer level or less even with severe movement of the scattering medium compared to the conventional compensation method. In addition, it is possible to predict a phase change according to the movement of a scattering medium and correct image distortion by analyzing an existing signal without additional measuring equipment other than an imaging signal measured to obtain a video image. In addition, since the movement of the scattering medium in the optical axis direction can be compensated, it can be applied to the wavelength tunable parallel OCT, which is known to be sensitive to the corresponding movement. Therefore, the inherent advantages of the wavelength tunable parallel OCT, that is, the advantages of imaging speed and stable signal processing, can be utilized as they are. Furthermore, the proposed algorithm can apply wavelength tunable parallel OCT to scattering media with heavy movement, such as the human eyeball, and can be used in various fields including imaging technology related to 3D tissue culture and imaging technology related to brain science. can be utilized.

실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and used by those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. As described above, although embodiments have been described with reference to the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of structures, devices, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components or equivalents are used. Appropriate results can be achieved even if substituted or substituted by

Claims

OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법에 있어서,
시간의 흐름에 따라 빛을 산란 매체에 조사하여 반사되어 나오는 빛을 간섭계로 측정함으로써, 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 단계; 및
상기 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 대상체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하는 단계를 포함하는 OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법.
A method for measuring the volume motion of a scattering medium based on optical interference performed in an OCT device, the method comprising:
measuring a plurality of optical interference signals by irradiating light onto a scattering medium over time and measuring the reflected light with an interferometer; and
Based on the information on the difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval among the plurality of optical interference signals, the bulk motion of the object in the optical axis direction according to the passage of time A method of measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium performed in an OCT device, comprising the step of determining information about the scattering medium.

제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 광간섭 신호는, 산란 매체에 빛을 조사하는 광원의 세기의 진폭 및 파장이 서로 동일한 상태에서 측정된 것인 OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법.
The method of claim 1,
The pair of optical interference signals is a method for measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium performed in an OCT device, wherein the amplitude and wavelength of the light source irradiating light to the scattering medium are measured in the same state.

제 2 항에 있어서,
상기 광간섭 신호를 측정하는 단계는,
라인(line) 스캐닝 방식 또는 풀-필드(full-field) 스캐닝 방식을 이용하여 산란 매체에 병렬식으로 빛을 조사함으로써, 빛을 1회 조사할 때마다, 광 검출기의 이미지 센서상의 복수 개의 픽셀에서 각각, 산란 매체의 서로 다른 지점에 대한 광간섭 신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법.
3. The method of claim 2,
Measuring the optical interference signal comprises:
By irradiating light in parallel to the scattering medium using a line scanning method or a full-field scanning method, each time light is irradiated, a plurality of pixels on the image sensor of the photodetector are irradiated. A method for measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium performed in an OCT device, characterized in that each of the optical interference signals for different points of the scattering medium is obtained.

제 3 항에 있어서,
상기 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계는,
감도의 향상을 위해, 상기 복수 개의 픽셀 중 적어도 2개 이상의 픽셀에 대하여 구하여진 체적 운동량을 평균화하여 수행되는 것을 특징으로 하는 OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법.
4. The method of claim 3,
The step of determining the information on the volume motion,
In order to improve sensitivity, the method for measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium performed in an OCT device, characterized in that it is performed by averaging the volume momentum obtained for at least two or more pixels among the plurality of pixels.

제 2 항에 있어서,
상기 광간섭 신호를 측정하는 단계는,
1차적으로 빛을 조사하여 1차 광간섭 신호를 측정하는 단계;
상기 설정 시간이 경과하면, 2차적으로 빛을 조사하여 2차 광간섭 신호를 측정하는 단계; 및
상기 광원의 파장을 변경하는 단계를 포함하고,
상기 한 쌍의 광간섭 신호는, 상기 광원의 파장이 동일한 상태에서 측정된 상기 1차 광간섭 신호 및 상기 2차 광간섭 신호인 것을 특징으로 하는 OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법.
3. The method of claim 2,
Measuring the optical interference signal comprises:
measuring a primary optical interference signal by primarily irradiating light;
measuring a secondary optical interference signal by secondarily irradiating light when the set time has elapsed; and
changing the wavelength of the light source,
The pair of optical interference signals are the primary optical interference signal and the secondary optical interference signal measured in a state where the wavelength of the light source is the same. How to measure.

제 5 항에 있어서,
상기 광간섭 신호를 측정하는 단계는, 미리 설정된 전 영역 파장에서의 측정이 완료될 때까지 반복하고,
상기 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법은,
미리 설정된 전 영역 파장에서의 측정이 완료된 이후에 수행되고, 상기 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계 이전에 수행되며, (i) 상기 광간섭 신호를 측정하는 단계에서 측정된 복수 개의 1차 광간섭 신호를 수집하여, 픽셀 및 시간별 1차 광간섭 신호를 생성하고, (ii) 상기 광간섭 신호를 측정하는 단계에서 측정된 복수 개의 2차 광간섭 신호를 수집하여, 픽셀 및 시간별 2차 광간섭 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법.
6. The method of claim 5,
The step of measuring the optical interference signal is repeated until the measurement in the preset full wavelength range is completed,
The method for measuring the volume motion of the optical interference-based scattering medium,
It is performed after the measurement in the preset full-region wavelength is completed, is performed before the step of determining the information on the volume motion, and (i) a plurality of primary optical interferences measured in the step of measuring the optical interference signal A signal is collected to generate a primary optical interference signal for each pixel and time, (ii) a plurality of secondary optical interference signals measured in the step of measuring the optical interference signal are collected, and a secondary optical interference signal for each pixel and time A method of measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium performed in an OCT device further comprising the step of generating a.

제 6 항에 있어서,
상기 체적 운동에 대한 정보를 결정하는 단계는,
픽셀 및 시간별 1차 광간섭 신호와, 픽셀 및 시간별 2차 광간섭 신호를 각각 복소수화 하는 단계;
상기 복소수화된 한 쌍의 광간섭 신호를 비교함으로써, 픽셀 및 시간별 위상 변화량을 결정하는 단계;
상기 픽셀 및 시간별 광축 방향 위상 변화량을 복수 개의 픽셀에 대하여 평균화함으로써, 시간별 체적 운동의 위상 변화량을 결정하는 단계; 및
적분 과정을 통하여, 체적 운동의 위상을 시간의 함수로 결정하는 단계를 포함하는 OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법.
7. The method of claim 6,
The step of determining the information on the volume motion,
complexing the primary optical interference signal for each pixel and time and the secondary optical interference signal for each pixel and time, respectively;
determining a phase change amount for each pixel and time by comparing the pair of complexed optical interference signals;
determining the amount of phase change of the volume motion by time by averaging the amount of phase change in the optical axis direction for each pixel and for each time; and
A method of measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium, which is performed in an OCT device, comprising the step of determining a phase of the volume motion as a function of time through an integration process.

제 7 항에 있어서,
상기 픽셀 및 시간별 위상 변화량을 결정하는 단계는,
상기 복소수화된 한 쌍의 광간섭 신호 중 어느 하나를 나머지 하나로 나누는 연산을 통하여 비교함으로써,
산란 매체의 깊이별 반사율이, 상기 복수 개의 광간섭 신호의 값에 미치는 영향을 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 OCT 장치에서 수행되는 광간섭 기반 산란 매체의 체적 운동 측정 방법.
8. The method of claim 7,
The step of determining the amount of phase change for each pixel and time includes:
By comparing any one of the complex numbered pair of optical interference signals by dividing it into the other,
A method for measuring the volume motion of an optical interference-based scattering medium performed in an OCT device, characterized in that the reflectance for each depth of the scattering medium cancels out the effect on the values of the plurality of optical interference signals.

파장 가변형 푸리에 도메인 병렬 OCT(Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) 장치의 이미지 보정 방법에 있어서,
시간의 흐름에 따라 빛을 산란 매체에 조사하여 반사되어 나오는 빛을 간섭계로 측정함으로써, 복수 개의 광간섭 신호를 측정하는 단계;
상기 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하는 단계; 및
결정된 상기 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보에 기초하여, 수집된 상기 복수 개의 광간섭 신호를 수정함으로써, 보정된 광간섭 신호를 생성하는 단계를 포함하는 파장 가변형 푸리에 도메인 병렬 OCT 장치의 이미지 보정 방법.
In the image correction method of the wavelength tunable Fourier domain parallel OCT (Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) device,
measuring a plurality of optical interference signals by irradiating light onto a scattering medium over time and measuring the reflected light with an interferometer;
Bulk motion of the scattering medium in the optical axis direction according to the passage of time based on information on the difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval among the plurality of optical interference signals determining information about; and
and generating a corrected optical interference signal by correcting the plurality of collected optical interference signals based on the determined information on the volume motion of the scattering medium.

병렬식으로 조사된 간섭광을 이용하여 산란 매체의 움직임을 측정하는 OCT 장치에 있어서,
출력되는 빛의 중심 파장이 변화될 수 있는 파장 가변 광원;
상기 파장 가변 광원으로부터 출력된 빛을 상기 산란 매체에 조사함으로써 간섭광을 생성하는 간섭계;
상기 간섭계에서 생성된 간섭광을 수신하여 광간섭 신호를 획득하는 광 검출기; 및
상기 광 검출기에서 획득된 광간섭 신호를 처리하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
시간의 흐름에 따라 측정된 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 OCT 장치.
In the OCT device for measuring the movement of a scattering medium using the interference light irradiated in parallel,
a variable-wavelength light source in which the central wavelength of the output light can be changed;
an interferometer for generating interference light by irradiating the light output from the tunable light source to the scattering medium;
a photodetector for receiving the interference light generated by the interferometer to obtain an optical interference signal; and
A control unit for processing the optical interference signal obtained from the photodetector,
The control unit is
Based on the information on the difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval among a plurality of optical interference signals measured over time, the scattering medium in the optical axis direction over time OCT device, characterized in that for determining information about the volume motion (bulk motion).

파장 가변형 푸리에 도메인 병렬 OCT(Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) 장치에 있어서,
출력되는 빛의 중심 파장이 변화될 수 있는 파장 가변 광원;
상기 파장 가변 광원으로부터 출력된 빛을 산란 매체에 조사함으로써 간섭광을 생성하는 간섭계;
상기 간섭계에서 생성된 간섭광을 수신하여 광간섭 신호를 획득하는 광 검출기; 및
상기 광 검출기에서 획득된 광간섭 신호를 처리하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
(i) 시간의 흐름에 따라 측정된 복수 개의 광간섭 신호 중, 설정 시간 간격으로 측정된 한 쌍의 광간섭 신호의 빛 강도의 차이에 대한 정보를 기초로, 시간의 흐름에 따른 광축 방향으로의 산란 매체의 체적 운동(bulk motion)에 대한 정보를 결정하고,
(ii) 결정된 상기 산란 매체의 체적 운동에 대한 정보에 기초하여, 수집된 상기 복수 개의 광간섭 신호를 수정함으로써, 보정된 광간섭 신호를 생성함으로써 보정된 OCT 이미지를 사용자에게 출력하는 것을 특징으로 하는 파장 가변형 푸리에 도메인 병렬 OCT 장치.In the wavelength tunable Fourier domain parallel OCT (Wavelength sweeping Fourier domain parallel OCT) device,
a variable-wavelength light source in which the central wavelength of the output light can be changed;
an interferometer for generating interference light by irradiating the light output from the tunable light source to a scattering medium;
a photodetector for receiving the interference light generated by the interferometer to obtain an optical interference signal; and
A control unit for processing the optical interference signal obtained from the photodetector,
The control unit is
(i) Based on information on the difference in light intensity of a pair of optical interference signals measured at a set time interval among a plurality of optical interference signals measured over time, in the optical axis direction over time determining information about the bulk motion of the scattering medium;
(ii) based on the determined information on the volume motion of the scattering medium, by correcting the plurality of collected optical interference signals to generate a corrected optical interference signal, characterized in that the corrected OCT image is output to the user Tunable Fourier Domain Parallel OCT Device.